煤粉锅炉制粉系统优化运行分析

由于我国经济的快速发展,极大地推动了锅炉行业进步。其中煤粉锅炉占据着绝大部分,且煤粉锅炉的制粉系统对锅炉的安全运行影响重大。如何优化制粉系统运行是煤粉锅炉面临的重大难题,首先对煤粉锅炉制粉系统进行介绍,分析影响锅炉燃烧的因素和灭火原因,最后对此问题提出了相关的解决措施。     

高效煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉的对比分析

煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉是目前中国中小型燃煤锅炉最现实的替代炉型。从原料煤选择、工艺技术及装备、运行成本和安全生产等多方面对这两类系统技术进行了详细对比分析。结果表明:高效煤粉工业锅炉用煤主要以褐煤和长焰煤为主,受制浆浓度的约束,除褐煤以外的大多数煤种均可用于水煤浆工业锅炉;煤粉工业锅炉的初投资比水煤浆工业锅炉高约25%,但锅炉效率要高一些,运行费用比水煤浆工业锅炉低约34%;水煤浆工业锅炉的负荷调节能力要强于煤粉工业锅炉。因此应结合中国煤炭资源的分布及利用情况,并充分考虑实施地的煤炭运输条件及环境,选择合理、经济的锅炉系统技术。     

浅谈煤粉特性及煤磨车间的安全设计

0前言 无论水泥、冶金还是电力工业,都要消耗大量的燃煤作为燃料,随着煤粉制粉工艺技术的发展,煤粉制粉系统已由传统的两级收尘改为一级收尘,粉磨设备也由传统的球磨机改为效率更高的立式磨,收尘器也成为了主要的工艺设备之一。但由于煤粉其自身存在的易燃易爆特性,因此安全问题就显得至关重要。     

风扇磨煤机直吹式制粉系统风粉分配特性

为解决内蒙古某发电厂风扇磨煤机直吹式制粉系统第4层煤粉管道堵塞的问题,对该制粉系统的分配状况进行试验研究。通过试验测量发现造成第4层煤粉管道堵塞的根本原因是分配器入口风粉分配不均匀,且分配器对此不均匀问题的调节改善作用较小。试验台模型研究发现,采用旋流式分配器或格栅型分配器均可有效地解决第4层煤粉管道堵塞的问题,且均比封堵第4层煤粉管道的当前运行方式阻力要小。实施任一方案都不会使系统通风量低于当前运行风量,均能够保证制粉系统出力要求。若采用旋流式分配器,则第1层煤粉管粉量偏少约40%,且比一级格栅分配器阻力偏大约250 Pa。因此建议优先考虑改造格栅分配器以解决该制粉系统第4层煤粉管道堵塞的问题。     

大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质研究进展

为提高生物质在大型煤粉电站锅炉直接掺烧的安全性和经济性,分析了多种典型生物质与典型煤种的煤质及燃烧性能差异,论述了掺烧生物质后对锅炉主机及辅机的设备适应性及运行的影响,同时分析了国内外煤粉锅炉直接掺烧生物质的典型掺烧方式及特点。结果表明,生物质具有水分高、密度低、挥发分和氧含量高、硫含量低、环保性能好等优势。大型煤粉电站锅炉掺烧生物质时,需充分考虑掺烧生物质对机组设备的适应性及运行参数的影响,重点考虑生物质的全水分、发热量、灰熔融温度和灰成分中Fe2O3、CaO、MgO和K2O等碱性氧化物对燃料制备、储存和输送,锅炉效率,制粉系统出力,带负荷能力及锅炉的结渣、沾污和腐蚀等影响。通过优选生物质种类,掺烧5%～10%的成型生物质对大型煤粉电站锅炉主机、燃烧系统、制粉系统及其他辅机系统运行无明显影响。综合考虑技术可行性、经济性及运行安全性,采用独立喷燃工艺2即利用锅炉备用制粉系统实现生物质独立掺烧的经济性更高。为防止生物质燃烧器的烧损,要求磨制生物质燃料的磨煤机进口风温在100℃以内,以保证磨出口一次风温不超过50℃,以40～45℃为宜。当生物质比例低或掺烧时间短时,可考虑共磨掺烧方案,但需严重控制生物质自燃,确保生物质掺烧的安全性。因此通过优选生物质种类和掺烧方式、控制掺烧比例、优化运行参数等可保证大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质的安全运行。在大容量高参数的煤粉锅炉上直接掺烧生物质具有投资和占地面积少、无或少量设备改造、热效率高、掺烧不受季节影响等优势,目前制约其大规模推广应用的主要原因是生物质不受人工干预的准确计量。     

煤粉工业锅炉燃烧器研究进展

燃烧器作为煤粉燃烧技术核心关键设备,主要作用是将燃料与空气合理混合,使燃料稳定着火并形成某种流场以利于后续完全燃烧。实现安全节能环保燃烧,必须根据燃料的特性,选择合理的燃烧器类型及布置形式。因此,本文介绍了国内外几种典型的旋流燃烧器的分类及其特点,并总结了旋流燃烧器的发展趋势。     

锅炉制粉系统损耗分析及处理方法

制粉系统是火力发电厂锅炉的重要组成部分,其运行情况的好坏直接影响机组的安全稳定;岱海发电公司制粉系统中磨煤机耗电量占厂用电的8%～10%,一次风机耗电量占厂用电的9%～10%,正压直吹式制粉系统直接影响锅炉燃烧效率,影响锅炉的经济性能。本文通过长期跟踪岱海发电公司磨煤机机械磨损对正压直吹式制粉系统性能（煤粉细度、磨煤机出力特性、电耗变化、磨煤单耗等）的影响,以及运行状况自身（分离器挡板特性、磨辊加载压力、出口风温、通风量、负荷）对制粉系统单耗的影响,通过检修经济性对比,确定最佳的制粉系统定检、大修时期,目的是保证锅炉燃烧效率、保证制粉系统出力的前提下,整体考虑制粉系统经济性,降低制粉系统单耗。     

电站煤粉锅炉掺烧兰炭试验研究

为考察兰炭在电站煤粉锅炉上的适应性,确定兰炭在煤粉锅炉上的掺烧比例和方式,在充分掌握兰炭燃料特性基础上,在国内首次进行了配中速磨制粉系统的电站煤粉锅炉掺烧兰炭试验。试验结果表明,电站锅炉燃用兰炭具有减轻燃烧器喷口结渣、大幅降低烟气污染物生成量、对低热值煤具有较好替代作用等优势,试验锅炉可以预混掺烧方式实现安全稳定燃用33%比例的兰炭。针对兰炭的强磨损、低燃尽特性对制粉系统以及锅炉安全经济运行可能产生的不利影响,提出了"预混+防磨+燃烧调整"的燃用兰炭原则。     

低氮燃烧技术在煤粉锅炉系统的应用性研究

煤粉燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx,约占总量75%~80%,其余为热力型NOx和快速型NOx。煤粉低氮燃烧技术的核心是控制燃料型NOx的生成。通过对煤粉锅炉按照“先炉内、后炉外”的总体技术路线,采用炉内De-NOx低氮燃烧技术结合SNCR喷氨技术,将低氮燃烧技术应用于煤粉锅炉,将烟气氮氧化物有效控制在200mg/Nm^3以内。大大减少氨水、液氧等脱硝剂的投入量,既降低了运行成本又有效缓解了脱硝剂对设备及烟道的腐蚀,使烟气NOx排放浓度符合我国《火电厂大气污染物排放标准》。     

精对苯二甲酸装置精制工段浆料分离方法浅析

探讨了精对苯二甲酸(PTA)装置精制工段浆料分离曾使用过的主要方法,分析了几种方法的优缺点,比较了几种方法的综合能耗和成本。结果表明:相比传统离心分离,压力过滤分离在设备一次性投资和维护费用方面有较大优势,一次性投入金额可降低约2 000万元。压力过滤分离工艺中,一步法由于具有流程短、设备数量少的优点,在设备投资和维护成本方面优于二步法,综合能耗和运行费用更是大大降低,吨成品消耗可降低近10 kg标油,每年可节省运行成本600万~800万元,最后还探讨了一步法进一步优化的可能性。     

航天炉粉煤贮罐过滤器堵煤原因分析及对策

在航天炉从试车投产至稳定运行期间,多次出现粉煤贮罐过滤器锥部堵煤现象。经过逐一排查分析,发现是由于氮气吹扫管线风量较大、防雨罩结构不合理、贮罐内外温差较大导致粉煤贮罐过滤器锥部的堵煤。采取了有效的预防和整改措施后,解决了堵煤问题,保证了煤粉加压输送系统的长周期稳定运行。     

粉煤三通阀在Shell粉煤气化中的应用及国产化改进

简述Shell粉煤气化装置开车运行中粉煤三通阀出现开关不到位、阀塞和阀座卡死的问题,介绍粉煤三通阀的工作原理、结构和故障分析以及国产化改进后的粉煤三通阀的使用情况和技术特点。实践证明,国产化改进有效解决了Shell粉煤气化在投煤过程中粉煤三通阀出现的问题,保障了装置的长周期安全稳定运行。     

工业煤粉锅炉煤粉制备中磨煤机的选型及发展

磨煤机是工业煤粉锅炉煤粉制备系统中的核心设备。我国煤炭种类的多样性决定了磨煤机类型的多样化,磨煤机的正确选型在煤粉制备系统中至关重要。详细介绍了低速、中速和高速三大类别中各类型磨煤机各自的发展历程、工作原理、结构特点以及优缺点,分析了各类型磨煤机对煤种的适用性,说明中速磨煤机最适宜应用于目前工业煤粉锅炉煤粉制备系统,指出随着工业煤粉锅炉的快速发展,磨煤机不仅要适应性强,粉磨效果好、产量高、质量硬,还要在降耗及环境方面有所突破。     

粉煤气化中煤粉的适应性改造

简述了田坝煤在中试试烧过程中由于煤粉性质和粒径分布引起的一些问题，分析原因，介绍了改造方法和效果。     

煤粉预热对高炉喷吹中煤粉燃烧行为的影响

通过建立数学模型,在Fluent软件的基础上结合自编程序,对不同预热温度下高炉喷吹煤粉的燃烧进行了模拟,得到了预热温度对煤粉燃烧的影响规律. 模型中包含了煤粉与O2, CO2及水蒸汽的异相反应,且考虑了焦炭的燃烧反应. 确定了回旋区的大小与形状,将煤粉燃烧空间划分为4个区域,对不同区域分别提出不同假设进行处理. 计算结果表明,煤粉预热后进行喷吹可促进煤粉在风口前提前气化,使煤粉的燃烧区域前移,提高了煤粉在回旋区的燃尽率;预热温度每提高50℃,煤粉在回旋区的燃尽率平均提高2%.     

恩德粉煤气化装置的运行与调整及其对有效气成分的影响因素

介绍恩德粉煤气化工艺使用的煤质对气化过程和气体质量的影响。选择合适的煤种,是恩德粉煤气化装置长周期稳定运行的保证。     

弛放气投用对煤粉制备系统的影响

简述了Shell煤气化煤粉制备的工艺流程和控制指标,分析了实际生产中弛放气的物性变化,结合中原大化近几年的生产运行情况,以煤粉制备系统磨煤负荷60 t/h、碎煤水质量分数12%为例,参考弛放气的实际运行参数,分析了弛放气的投用对天然气用量、CO与O2含量、系统压力、煤粉粒度的影响,并分析了弛放气波动较大时的优化调整。     

浅谈壳牌气化装置煤线稳定性的影响因素及处理措施

简述了保持壳牌气化装置粉煤管线稳定性的重要意义;分析了影响粉煤管线稳定性的9项因素,提出了保持粉煤管线稳定性的相关措施。     

煤粉工业锅炉技术发展及应用

中国煤粉工业锅炉借鉴油气锅炉和德国煤粉工业锅炉技术理念,经历立项研发、中试验证和工业示范,系统技术逐步成熟,自2010年起,实现规模化工业应用。煤粉工业锅炉系统具有高热效率、低烟气污染物排放等优点,有效带动了燃煤工业锅炉产业发展。笔者论述了煤粉工业锅炉技术与发展,重点介绍了煤粉工业锅炉的关键技术,并对主要技术进行对比,分析了煤粉工业锅炉的工业应用情况,最后提出了煤粉工业锅炉技术发展方向。煤粉工业锅炉系统由燃料煤粉生产、储供、油气点火、燃烧、锅炉本体、烟气净化以及自动化控制等系统构成。锅炉热效率大于91%,烟气污染物达到国家超低排放标准,系统技术符合国家煤炭清洁利用方向。燃料煤粉生产采用一步法工艺,通过强化流动性和安全措施,现可实现最大为1 000 m^3安全存储量。锅炉供粉采用气动活化、无脉动给料及高速引射流浓相输送技术,已实现输送阻力低于20 kPa,粉风固气比大于2.5 kg/m^3,供料精度在±3.0%以内,最大供料量为5 t/h的浓相供料技术与装备,广泛应用于锅炉供料系统。供料量在2.5 t/h,供料精度在±2.0%和±1.0%以内的第三代和第四代供料器也分别开展了工业验证和样机的试制工作,并取得了阶段性的成果。煤粉燃烧器采用逆喷式回流式结构,设计工作依据其结构特征,通过模拟气流扩展角、回流区域范围、回流量、旋流强度以及温度和速度场等研究开展,再经过实际工程应用,进一步验证优化设计参数,最终实现燃烧器的逐级放大。天然气/煤粉双燃料燃烧器具有便捷切换和快速着火功能。风冷燃烧器采用内外双级旋流供风燃烧技术,具有点火迅速、燃烧稳定、燃烧效率高和初始NOx排放低等优点。随着煤粉锅炉系统测控技术向智能化、网络化和集成化方向发展。锅炉烟气脱硫除尘采用NGD高倍率灰钙循环脱硫技术,具有占地小,运行成本低等特点,在低钙硫摩尔比下,系统脱硫和除尘效率分别达到90%和99.95%以上。低温炭基预氧化脱硝耦合NGD协同烟气净化技术具有工艺简单,耗水少,废物资源再利用,无二次污染产生等优点,更加适合于煤粉工业锅炉的烟气净化。煤粉工业锅炉在发展历程中通过关键技术和装备优化升级,在大型化、模块化和系列化方向已取得成效,在节能性、环保性和经济性等方面较常规工业锅炉具有显著优势,技术已达到世界先进水平。未来随着国家能源结构优化,天然气/煤粉锅炉、低氮燃烧、生物质复合半焦粉及协同化烟气净化等技术的开发与成熟,煤粉工业锅炉技术将成为煤炭清洁燃烧利用主要技术之一。